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详解JavaEE使用Redis数据库进行内容缓存和高访问负载

NOSQL（Not Only SQL），泛指非关系型数据库，是为了处理高并发读写、海量数据的高效率存储和访问、高扩展性和高可用性而产生的。

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分类相关产品典型应用数据模型优点缺点
键值对(Key-Value)存储redis、Voldemort、Berkeley DB内容缓存、处理高访问负载一系列键值对快速查询存储的数据缺少结构化
列存储数据库Cassandra、HBase、Riak分布式文件系统以列簇式存储，将同一列数据存在一起查询速度快，可扩展性强，更容易进行分布式扩展功能相对局限
文档型数据库MongoDB、CouchDBWeb应用一系列键值对数据结构要求不严格查询性能不高，缺乏统一的查询语法
图形数据库Neo4j、InfoGrid社交网络，推荐系统，专注于构建关系图谱图结构利用图结构相关算法需要对整个图做计算才能得出结果，不容易做分布式的集群方案

本篇将主要阐述如何使用 Redis（https://github.com/antirez/redis）数据库进行内容缓存和高访问负载，redis 使用 C 语言开发的一个开源的高性能的键值对数据库，通过提供多种键值数据类型来适应不同场景下的存储需求，目前 Redis 支持的键值数据类型有很多种，比如字符串类型、列表类型、有序集合类型、散列类型、集合类型。Redis 官方也给我们提供了一些测试数据，有 50 个并发程序来执行 10 万次请求，Redis 读的速度达到了 11 万次/秒，写的速度达到了 8.1 万次/秒。

详解JavaEE 使用 Redis 数据库进行内容缓存和高访问负载

Redis 最广泛的应用场景就是使用它作为缓存（新闻或商品内容、聊天式的在线好友列表），除此还有任务队列（秒杀、抢购）、网站访问统计、数据过期处理（可以精确到毫秒）、应用排行榜、分布式集群架构中的 session 分离等。

1.Linux下安装Redis数据库

$ scp ~/Downloads/redis-4.0.1.tar.gz root@192.168.2.10:/usr/local //上传安装包
$ ssh root@192.168.2.10             //SSH连接

# yum -y install gcc gcc-c++ autoconf automake  //gcc、gcc-c++的库文件
# cd /usr/local
# tar -zxvf redis-4.0.1.tar.gz          //解压缩
# cd redis-4.0.1                 //切换到该目录下
# make                      //编译，将.c文件编译为.o文件
# make PREFIX=/usr/local/redis install      //指定路径安装
# cd /usr/local
# ls                       //如果存在redis文件夹，则安装成功

其中 /usr/local/redis/bin/ 下包含：

redis-benchmark         //性能测试的一个工具
redis-check-aof         //aof文件修复的一个工具 redis-check-aof --fix appendonlly.aof
redis-check-dump         //rdb文件检查的一个工具，rdb文件为Redis默认数据库文件
redis-check-rdb         //rdb文件修复的一个工具 redis-check-rdb --fix dump.rdb
redis-cli            //命令行的一个客户端
redis-sentinel -> redis-server
redis-server           //redis服务器启动的命令

接下来继续我们的命令：

# cd redis-4.0.1
# cp redis.conf /usr/local/redis
# cd /usr/local/redis
# vim redis.conf         //编辑Redis的配置文件

具体配置步骤：

1）绑定你的授权ip地址：修改69行的 bind 127.0.0.1 为 bind [host]（绑定到所有网络: 注释掉69行的 bind 127.0.0.1）

2）关闭保护模式：将88行的 protected-mode yes 修改为 daemonize no

3）配置后台启动：将136行的 daemonize no 修改为 daemonize yes

4）配置 Redis 持久化: RDB方式（默认支持，不需要配置）和AOF方式（将509行的appendonly no 修改为 appendonly yes，538-540为同步策略的设置，开启 appendfsync always，注释 appendfsync everysec，always为没修改一次就同步，everysec为每一秒同步，no为不同步，为了安全此处选择 always）。

编辑完成后退出 vim，之后还需要开放 Redis 的 6379 端口：

# vim /etc/sysconfig/iptables   //打开Linux防火墙的设置
//增加代码 -A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 6379 -j ACCEPT

//退出 vim，执行防火墙重启命令
# service iptables restart
# ./bin/redis-server ./redis.conf //启动redis服务器，可以通过 ps -ef | grep -i redis 查看启动是否成功

还有一些其他 Redis 命令如下：

# ./bin/redis-cli shutdown    //停止redis服务器
# ./bin/redis-cli         //打开redis命令行客户端

2.Redis的数据结构

需要知道的是，Redis 的 Key 设置不要过长也不要过短，要有统一的命名规范。先看一下 keys 的操作：

$ ssh root@192.168.2.10     //SSH连接
# /usr/local/redis/bin/redis-cli
> keys *             //显示所有的key
> keys my?            //显示以my开头的所有key
> del my1 my2 my3        //删除my1、my2、my3
> exists my1           //检查是否存在，存在返回1，不存在返回0
> get my1            //获取key的value值
> rename my1 my2         //重命名my1为my2
> expire my1 1000        //设置key过期时间，单位秒
> ttl my1            //剩余超时时间，没有设置则返回-1
> type my1            //获取key对应value的类型

1.存储字符串 String

二进制是安全的，存入和获取的数据相同；Value 最多可以容纳的数据长度是 521 M。存储 String 常用的命令：

> set name zhangsan       //赋值 set [key][value]
> get name            //取值 get [key]
> getset name lisi        //取值并赋值
> del name            //删除 del [key]
> incr num            //数值递增1，如果没有就默认创建0并递增1 incr [key]
> decr num            //数值递减1，如果没有就默认创建0并递减1
> incrby num2 5         //数值递增指定值，如果没有就默认创建0 incrby [key][指定值]
> decrby num2 5         //数值递减指定值，如果没有就默认创建0 decrby [key][指定值]
> append num3 5         //插入指定内容，如果有则追加内容，如果没有则新创建 append [key][插入值]

2.存储哈希 Hash

存储 Hash 可以看成是 String Key 和 String Value 的 Map 容器，适合存储 值-对象 的信息，例如用户名、密码、年龄等等，每一个 Hash 可以存储 4294967295 个键值对。存储 Hash 常用的命令：

> hset myhash username tom    //赋值单个属性 hset [key][Hash键值对]
> hmset myhash username tom2 rose age 20 //赋值多个属性 hmset [key][Hash键值对1] rose [Hash键值对2]
> hget myhash username      //获取单个属性 hget [key][key2]
> hmget myhash username age   //获取多个属性 hget [key][key2][key3]
> hgetall myhash         //获取全部值

> hdel myhash username age    //删除多个属性
> del myhash           //删除整个集合
> hincrby myhash age 5      //增加属性值
> hexists myhash username    //判断某个属性中的key是否存在，存在返回1，不存在返回0
> hlen myhash          //获取属性个数 hlen [key1]
> hkeys myhash          //获取所有属性名称 hkeys [key1]

3.存储字符串列表 List

在 Redis 中，List（ArrayList 使用数组方式，LinkedList 使用双向链表方式）顺序是按照插入顺序排序的一个字符串链表，和数据结构中的普通链表是一样的，可以在它的头部和尾部添加新的元素，在插入的时候，如果该 key 不存在，那么 Redis 就会为这个键创建一个新的链表，相反，如果链表中所有元素都被移除了，那么该键也会被从数据库中删除。存储 List 常用的命令：

> lpush mylist a b c     //从双向链表的头部开始添加，如果mylist不存在则创建 lpush [key][value1][value2]..
> lpushx mylist d       //从双向链表的头部开始添加，如果mylist不存在则不插入
> rpush mylist 1 2 3     //从双向链表的尾部开始添加
> lrange mylist 0 5      //查看链表 lrange [key][开始位置][结束位置]

> lpop mylist         //弹出双向链表的头部元素，弹出后，双向链表中就没有这个元素了
> rpop mylist         //弹出双向链表的尾部元素
> rpoplpush mylist1 mylist2  //将mylist1里面头部元素弹出插入mylist2头部
> llen mylist         //获取元素个数 llen [key]

> lrem mylist 1 2       //从头到尾删除1个2 lrem [key][删除的个数][删除的元素]
> lrem mylist -1 2      //从尾到头删除1个2
> lrem mylist 0 2       //从尾到头删除所有2

> lset mylist 3 k       //第三个value值设置为k
> linsert mylist before b 11 //第一个b之前插入11
> linsert mylist after b 22  //第一个b之后插入22

rpoplpush 命令在消息发布系统中的使用场景：

详解JavaEE 使用 Redis 数据库进行内容缓存和高访问负载

4.存储字符串集合 Set

和 List 类型不同的是，Set 集合中不允许出现重复的元素，无序的，Set 可以包含的最大元素数量是 4294967295。存储 Set 常用的命令：

> sadd myset a b c      //向Set中添加了三个值 sadd [key][Set集合值]
> srem myset a b       //删除指定元素
> smembers myset       //查看Set中元素 smembers [key]
> sismember myset c      //判断Set中是否存在c，存在返回1，不存在返回0

> sdiff myset myset2     //返回两个Set集合的差集运算
> sdiffstore my my1 my2    //将两个Set集合的差集存储到另一个集合(my)中
> sinter myset myset2     //返回两个Set集合的交集运算
> sunion myset myset2     //返回两个Set集合的并集运算

> scard myset         //返回Set集合成员数量
> srandmember myset      //随机返回Set中一个成员

5.存储有序字符串集合 SortedSet

SortedSet 中的成员在集合中的位置是有序的。存储 SortedSet 常用的命令：

> zadd mysort 65 aa 85 bb 95 cc //有序添加元素 zadd [key][姓名 分数][姓名 分数]...
> zscore mysort aa       //获得分数
> zcard mysort         //返回集合成员数量
> zrem mysort tom cc      //删除元素

> zrange mysort 0 -1      //范围查询，-1表示最后，显示姓名
> zrange mysort 0 -1 withscores //范围查询，姓名分数都会显示
> zrevrange mysort 0 -1 withscores //范围查询，由大到小排序显示

> zremrangebyrank mysort 0 2  //按照排序的范围进行删除，0～2位置
> zremrangebyscore mysort 70 90 //按照分数进行删除，70～90

> zrangebyscore mysort 0 90   //按照分数查0～90之间的
> zrangebyscore mysort 0 90 withscores limit 0 2 //按照分数查0～90之间的，由大到小排序，只显示前2个
> zcount mysort 60 100     //获取60～100之间的个数

SortedSet 可以应用于游戏的积分排行榜、构建索引数据。

3.Redis的多数据库和事务

一个 Redis 实例最多可以提供16个数据库（0-15），默认连接第 0 号数据库，也可以通过select 选择数据库：

> select 1           //选择1号数据库
> move myset 2         //移动myset到2号数据库

支持事务（所有命令都将串行化执行）的操作：

> multi     //开启事务
> exec     //提交事务
> discard    //回滚事务

4.使用Jedis操作Redis数据库

Jedis（https://github.com/xetorthio/jedis）是 Redis 官方首选的 Java 客户端开发包，

需要添加 Maven 依赖：



  redis.clients
  jedis
  2.9.0
  jar
  compile

普通方式操作 Redis：

Jedis jedis = null;
try {
  jedis = new Jedis("123.57.73.52",6379);
  jedis.set("name", "zhangsan");           //保存数据
  String value = jedis.get("name");         //获取数据
  System.out.println(value);
} catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
} finally {
  jedis.close();                   //释放资源
}

使用 Jedis 连接池操作 Redis：

//获得连接池的配置对象
JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
//设置最大连接数, 默认8个
config.setMaxTotal(8);
//设置最大空闲连接数, 默认8个
config.setMaxIdle(8);
//获得连接池
JedisPool jedisPool = new JedisPool(config, "123.57.73.52",6379);

//获得核心对象
Jedis jedis = null;
try {
  jedis = jedisPool.getResource();
  jedis.set("name2", "lisi");            //保存数据
  String value = jedis.get("name2");        //获取数据
  System.out.println(value);
} catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
} finally {
  jedis.close();                  //释放资源
}

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持创新互联。


文章名称：详解JavaEE使用Redis数据库进行内容缓存和高访问负载
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